基于PID的ROV运动控制仿真

针对观察型水下机器人在水下运动时易受暗流、波浪影响,造成操控困难、系统稳定性差等问题,建立遥控水下机器人（Remotely Operated Vehicle,ROV）不同运动的控制模型,考虑电机和导管螺旋桨推进器的传递函数对ROV控制系统的影响,确定定艏向和定深控制系统的闭环传递函数,结合模糊控制和比例积分微分（Proportional Integral Differential,PID）控制法,得到模糊PID控制器,基于MATLAB/Simulink环境进行ROV定深度运动仿真和ROV水平面艏向定偏角运动仿真。结果表明,与传统PID控制相比,模糊PID控制具有更优的ROV定艏向和定深度控制效果,不会发生超调现象,在抗干扰能力和响应速度方面具有明显的优势,可有效地实现ROV定艏向和定深度运动控制。     

智能水下机器人的模糊自调整控制方法

建立了水下机器人运动的模糊自调整控制器,并将其应用于水下机器人的运动控制中,仿真结果表明该控制器的控制效果令人满意。     

引水隧洞检测水下机器人运动控制研究

针对引水隧洞检测过程中的水下机器人自主运动控制问题,首先将水下机器人在隧洞中的运动控制描述为沿着隧洞中心线的路径跟踪以及与洞壁定距避碰的协同控制;然后,设计了一种基于双环滑模方法的运动控制器;结合实际的隧洞工程检测路线,将提出的控制方法进行仿真模拟,并与PID控制方法作对比。仿真结果表明,在考虑模型的不确定性、复杂干扰和测量噪声的综合影响下,控制器能够使水下机器人完成对隧洞的自动巡检任务,具有更好的控制精度和鲁棒性,为水下机器人在引水隧洞工程检测中的应用提供参考。     

旋转导向钻井工具试验台加载控制系统的研究

为了测试在实际钻井过程中钻井工具的工作性能,研制了旋转导向钻井工具性能测试试验台,并开发了一种加载控制系统,应用于试验台模拟加载装置。该试验台主要用来模拟钻井工具在实际钻井过程中所受的扭矩和轴向力。根据其数学模型分别建立了模拟加载装置的液压缸、磁粉制动器和比例溢流阀的传递函数;运用模糊推理方法使用模糊自适应PID控制器计算出输入和输出之间的关系,进行PID参数的最佳调整;然后应用Matlab软件中Simulink模块将所设计的控制方法与常规PID控制方法的仿真结果比较。分析结果显示:模糊自适应PID控制方法具有更快的响应时间、更强的抗干扰能力;设计的模糊自适应PID控制方法提高了指向式旋转导向钻井工具试验台控制的灵敏度,满足对试验台较高控制精度的要求。所得结论可为旋转导向钻井工具的性能研究提供参考。     

往复潜油电泵控制系统研究

针对往复潜油电泵存在动子受力的复杂性及要求其运动稳定性的矛盾,结合模糊控制技术与PID控制方法,设计了模糊PID控制器对直线电机进行控制,既具有模糊控制灵活、适应性强的优点,又有PID控制精度高的特点,可实现对复杂控制系统和高精度伺服系统的良好控制。仿真结果表明:模糊PID控制能够获得更好的控制效果。     

模糊PID算法在温度对象中的应用

针对加热炉温度存在惯性、滞后等现象,在传统PID控制的基础上,利用模糊控制规则在线修正PID参数,实现对温度更加精准的控制。实验采用MCGS工控组态软件,结合VB及Matlab的COM技术,开发了模糊PID控制算法,应用于实验加热炉的温度控制。实验结果表明:模糊PID控制方案在超调量、调节时间等方面具有较好的控制性能。     

电场强化换热系统中的模糊PID控制

针对电场强化换热系统温度控制数学模型难以准确建立的问题,根据系统的动态特性参数,建立了模糊PID规则,并设计了模糊PID控制器。利用MATLAB软件对模糊PID控制系统的仿真表明,模糊PID控制与常规PID控制相比,具有超调量小、过渡时间短、适应性和抗干扰性强等优点。通过温度控制实验进一步验证了模糊PID控制器应用于电场强化换热系统中具有良好的控制温度效果。     

基于模糊PID的长输管道调节阀压力控制系统研究与仿真

应用自动化技术能够有效减少因调度人员反应不及时、操作不准确等人为因素导致的管道运行风险。目前,我国长输管道系统只有部分调节阀应用了PID控制器进行自动控制但控制效果不佳。针对这一问题,分别从管道PID控制技术的应用、调节阀PID控制器的工作原理和调节阀PID控制器参数整定方法进行研究分析,在此基础上引入模糊PID控制器并尝试应用于长输管道调节阀进行压力调节,通过MATLAB软件Simulink环境下对模糊PID控制和常规PID控制效果进行模拟分析。结果表明：模糊PID控制对抑制长输管道系统压力波动更具优越性。由此提出将先进智能控制方法与PID控制技术相结合进行参数整定,特别是将智能PID调节技术应用于复杂山区液体管道的运行中,作为控制严重水击事故发生的辅助调节手段,可成为今后重要研究方向,为长输管道系统的运行控制提供参考和借鉴。     

管内智能封堵器封堵速度神经网络PID控制方法研究

管内智能封堵器作为一种新型的管道维修手段,其封堵速度的控制至关重要。传统的PID控制器在面对管内复杂流畅环境的封堵速度平稳控制问题时,效果并不理想。为了改善传统PID的不足,同时满足控制速度的要求,复杂环境封堵速度控制器的设计尤为重要。提出了一种基于BP神经网络的PID参数控制封堵速度策略,利用神经网络的自学习和训练参数的能力,控制PID的3个参数,并用MATLAB-Simscape模块进行模拟。仿真结果表明,基于BP神经网络的PID参数控制方法,可以使传统PID的3个控制参数随环境、时间的变化而不断更新,由此提高了控制的精度和安全性,从而改善了管内智能封堵器的运行性能。基于BP神经网络PID参数控制,其调整时间相比常规PID控制提前约1 s; 超调量约为10%,明显小于常规PID控制的30%; 误差稳定后维持在10%以下。     

旋转导向钻井稳定平台模糊PID算法研究

文章对调制式旋转导向钻井稳定平台控制系统的控制原理进行了简要介绍,并针对稳定平台控制系统实时性强、抗干扰能力强、鲁棒性要好的特点,提出了将模糊控制算法和传统PID控制算法两者相结合的模糊PID控制算法。通过仿真研究表明,采用模糊PID控制算法的旋转导向钻井稳定平台控制系统比传统的PID控制算法具有有更好的控制效果。